Как уже отмечалось ранее, усадочная пористость в большинст­ ве случаев усиливается за счет выделения газов и является газоуса­ дочной.

Поскольку газовыделение усиливает усадочную пористость, то все методы, приводящие к уменьшению газосодержания сплава, уменьшают и пористость. К таким методам относятся различные ви­ ды рафинирования (дегазации) сплавов: обработка расплава солями и флюсами, вакуумирование, фильтрование, наложение звуковых

иультразвуковых колебаний и т.д.

10.2.6.5.Влияние вакуумирования в процессе кристаллизации

Вакуумирование расплава является весьма эффективным спосо­ бом дегазации.

Если вакуумирование расплава перед заливкой произведено так, что произошла полная дегазация расплава, то пористость будет су­ щественно снижена. Если же выдержка при вакуумировании была мала, то пористость может даже возрасти, так как такое частичное вакуумирование только спровоцирует начало газовыделения, которое продолжится в процессе кристаллизации, что и увеличит газоусадоч­ ную пористость.

10.2.6.6. Влияние величины зерна

Получение отливки с мелким зерном способствует образованию плотного металла с отсутствием усадочной пористости. Поэтому ме­ тоды обработки жидкого расплава, приводящие к измельчению зер­ на, способствуют уменьшению усадочной пористости. К таким мето­ дам относятся: модифицирование, звуковая и ультразвуковая обра­ ботка, перемешивание металла и другие.

Для устранения усадочной раковины используют установку прибылей, холодильников, направленную кристаллизацию.

10.2.7. Устранение усадочных раковин

Основными средствами устранения усадочных раковин являют­ ся установка прибылей и направленность затвердевания. Прибылью

называется технологический элемент отливки, составляющий с ней единое целое. В ходе кристаллизации в прибыли сосредоточивается усадочная раковина. После заливки прибыль отделяется от отливки. Кроме того, прибыль может рассматриваться как средство ослабле­ ния усадочной пористости и как сборник загрязнений, попадающих

вформу с расплавом.

Всложной отливке, состоящей из элементов различной толщи­

ны, может образоваться несколько усадочных раковин в каждом теп­ ловом узле. Для их компенсации необходимо устанавливать прибыли над каждым тепловым узлом, как это показано на рис. 128, а. Это существенно усложняет и удорожает технологию литья.

Рис. 128. Схема установки прибылей на отливках с изолиро­ ванными тепловыми узлами (а) и с направленной кристал­ лизацией (б)

При проектировании отливки необходимо руководствоваться принципом направленности затвердевания. Проверка этого принципа осуществляется методом выкатывающегося шарика. Отливка должна быть спроектирована так, чтобы шарик, мысленно помещенный в самую тонкую часть, мог беспрепятственно выкатиться в прибыль. Для этого каждый последующий элемент отливки должен только расширяться. Для питания таких отливок достаточно установить одну прибыль (рис. 128, б).

Прибыли различаются по расположению относительно узла пи­ тания и по способу формовки (рис. 129, а), по конфигурации (рис. 129, б) и по принципу действия (рис. 130). По расположению относительно узла питания прибыли делятся на прямые или верх-

(см. рис. 130, г). Атмосферное давление в закрытых прибылях под­ держивается при помощи установки пористых стержней 4 (см. рис. 130, б, д). Повышенное газовое давление создается в прибыли за счет закладываемых в них-экзотермических зарядов 5. Если между отливкой и прибылью установить диафрагму 2 из стержневой смеси, то прибыль становится легкоотделяемой. Действие прибыли может быть усилено установкой под тепловым узлом холодильников 3.

Размеры прибылей определяются расчетным путем.

10.2.8. Герметичность сплавов

Под герметичностью понимают способность сплавов в отливке выдерживать давление жидкости или газа без течи.

Особое значение герметичность сплавов приобретает при выбо­ ре материала для корпусных отливок, работающих в условиях повы­ шенного давления газов или жидкостей во внутренних полостях. В первую очередь это детали двигателей различного назначения. В качестве примера можно привести корпуса топливных насосов и другие детали авиационных двигателей.

Герметичность зависит главным образом от природы сплава и ее можно отнести к технологическим свойствам сплавов. Поскольку герметичность связана с усадочными явлениями характером кри­ сталлизации, то ее уместно рассматривать вместе с литейными свой­ ствами. Как и литейные свойства, герметичность легко прогнозиру­ ется по положению сплава на диаграмме состояния (см. рис. 130). Узкоинтервальные сплавы имеют максимальную герметичность, ши­ рокоинтервальные - минимальную. Отливки из высокогерметичных сплавов разрушаются под давлением жидкости и газа без течи. В этом случае давление, вызывающее разрушение, определяется прочностью сплава.

Стандартной методики испытаний сплавов на герметичность нет. Существуют только отраслевые нормативы таких испытаний. Сущность их состоит в том, что образец с постоянной или перемен­ ной толщиной стенки выдерживается под различным давлением до появления течи или разрыва стенки.

В первом случае в испытательную установку (рис. 131) При по­ стоянном давлении 50 ат закладывают образец, толщина которого за­ ведомо выдерживает такое давление. Затем образец стачивают, по-

следовательно уменьшая его толщину до тех пор, пока не появятся признаки течи. Оставшаяся толщина образца и характеризует герме­ тичность сплава.

Рис. 131. Установка для испытания образцов на герметичность: а - схема установки для испытания образцов на герметичность (/ - образец» 2 - рези­ новая прокладка; 3 - резьбовое соединение; 4 - свинцовая прокладка; 5 - накидная гайка; 6- соединительная трубка; 7- переходный штуцер); б- фор­ ма и размеры образца для испытания на герметичность

По таким испытаниям построена верхняя кривая герметичности на рис. 132.

Проще методика испытаний, в ходе которой толщина образца остается постоянной, а меняется давление. В авиационной промыш­ ленности испытывают пробу, которая представляет собой стаканчик с толщиной стенки 4 мм. Проба зажимается в приспособлении (рис. 133) и опускается в ванну с водой. При испытаниях фиксирует­ ся давление, при котором появляется течь (пузырьки газа) или про­ исходит разрыв стенки. Для защиты персонала, проводящего испы­ тания, проба закрыта кожухом с отверстиями.